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机械制造技术主编：魏康民1 / 77第一章机械制造工艺的基本知识第一节基本概念第二节零件图分析第三节毛坯的选择第四节基准的概念及工件装夹方式第五节定位元件及定位误差第六节夹紧装置第七节定位基准的选择原则第八节工艺路线的拟订第九节加工余量的确定第十节工艺尺寸链第十一节机械加工时间定额的组成2 / 77第一节基本概念一、机械的生产过程和工艺过程1.生产过程1) 生产的准备工作，如产品的开发设计和工艺设计、专用装备的设计与制造以及各种生产组织方面的准备工作。
2)原材料及半成品的运输和保管。
3)毛坯的制造过程，如铸造、锻造和冲压等。
4)零件的各种加工过程，如机械加工、焊接、热处理和表面处理等。
5)部件和产品的装配过程，包括组装、部装等。
6)产品的检验、调试、油漆和包装等。
2.工艺过程3 / 77二、机械加工工艺过程的组成1.工序2.安装3.工位4.工步5.进给三、生产纲领、生产类型及其工艺特征1.生产纲领2.生产类型及其工艺特点(1)单件生产单件生产的基本特点是：产品品种多，但同一产品的产量少，而且很少重复生产，各工作地加工对象经常改变。
(2)成批生产成批生产是分批生产相同的零件，生产周期性重复。
4 / 77(3)大量生产大量生产的基本特点是：产品的产量大、品种少，大多数工作地长期重复进行某一零件的某一工序的加工。
四、机械加工工艺规程1.机械加工工艺规程的作用(1)指导生产的重要技术文件工艺规程是依据工艺学原理和工艺试验，经过生产验证而确定的，是科学技术和生产经验的结晶。
(2)生产组织和生产准备工作的依据生产计划的制订，产品投产前原材料和毛坯的供应，工艺装备的设计、制造与采购，机床负荷的调整，作业计划的编排，劳动力的组织，工时定额的制订以及成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。
5 / 77(3)新建和扩建工厂(车间)的技术依据在新建和扩建工厂(车间)时，生产所需要的机床和其他设备的种类、数量和规格，车间的面积，机床的布置，生产工人的工种、技术等级及数量，辅助部门的安排等，都是以工艺规程为基础并根据生产类型来确定的。
2.工艺规程制订的原则3.制订工艺规程的原始资料(1)产品全套装配图和零件图。
(2)产品验收的质量标准。
(3)产品的生产纲领(年产量)。
(4)毛坯资料毛坯资料包括各种毛坯制造方法的技术经济特征，各种型材的品种和规格，毛坯图等。
6 / 77(5)本厂的生产条件为了使制订的工艺规程切实可行，一定要考虑本厂的生产条件。
(6)国内外先进工艺及生产技术发展情况要经常研究国内外有关工艺技术资料，积极引进适用的先进工艺技术，不断提高工艺水平，以获得最大的经济效益。
(7)有关的工艺手册及图册。
4.制订工艺规程的步骤1)计算零件的生产纲领，确定生产类型。
2)分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。
3)选择毛坯。
4)拟订工艺路线。
5)确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。
7 / 776)确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。
7)确定切削用量及时间定额。
8)确定各主要工序的技术要求及检验方法。
9)填写工艺文件。
5.工艺文件的格式(1)综合工艺过程卡片这种卡片以工序为单位，简要地列出了整个零件加工所经过的工艺路线(包括毛坯制造、机械加工和热处理等)，它是制订其他工艺文件的基础，也是生产技术准备、编排作业计划和组织生产的依据。
8 / 77表1-1综合工艺过程卡片(2)机械加工工序卡片机械加工工序卡片是根据工艺过程卡片为每一道工序制订的，它更详细地说明整个零件各个工序的加工要求，是用来具体指导工人操作的工艺文件。
9 / 77表1-2机械加工工序卡10 / 77第二节零件图分析一、零件结构分析1.零件表面的组成和基本类型2.区分主要表面与次要表面3.零件的结构工艺性二、零件的技术要求分析1)加工表面的尺寸精度、形状精度和表面质量。
2)各加工表面之间的相互位置精度。
3)工件的热处理和其他要求，如动平衡、镀铬处理等。
11 / 77第三节毛坯的选择一、机械加工中常用毛坯的种类1.铸件2.锻件3.型材4.焊接件二、毛坯选择中应注意的问题1.零件材料及其力学性能2.零件的结构形状与外形尺寸3.生产类型4.现有生产条件5.充分考虑利用新工艺、新技术和新材料12 / 77一、基准的概念及分类1.设计基准图1-1设计基准示例2.工艺基准13 / 77(1)工序基准在工序图上，用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准，称为工序基准。
(2)定位基准加工时，使工件在机床上或夹具中占据一正确位置所依据的基准，称为定位基准。
(3)测量基准零件检验时，用以测量已加工表面尺寸形状及位置的基准，称为测量基准。
(4)装配基准装配时，用以确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准，称为装配基准。
二、工件的装夹方式1.直接找正法2.划线找正法3.用夹具装夹14 / 77三、夹具的作用、分类及组成1.夹具的作用1)能稳定地保证工件的加工精度。
2)缩短了劳动时间，提高了劳动生产率。
3)改善了劳动条件，降低了生产成本。
2.夹具的分类(1)通用夹具通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定的通用性，可以用来装夹一定形状和一定尺寸范围内的各种工件，而不需进行特殊调整的夹具，如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、万能分度头、回转工作台以及机床用平口钳等。
(2)专用夹具为满足某一工件的某道工序加工而专门设计、制造的夹具，称为专用夹具。
15 / 77(3)可调夹具可调夹具是指加工完一种工件后，通过调整或更换原夹具上个别元件就可加工形状相似、尺寸相近工件的夹具。
(4)组合夹具组合夹具是指按某种工序的加工要求，将一套专门设计、制造的标准元件组装而构成的夹具。
(5)随行夹具这是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。
3.夹具的组成(1)定位元件定位元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置。
16 / 77图1-2后盖零件图及后盖钻夹具a)后盖零件图b)后盖钻夹具1—菱形销2—螺杆3—螺母4—开口垫圈5—圆柱销6—支承板7—夹具体8—钻模板9—钻套17 / 77(2)夹紧装置夹紧装置的作用是保证工件在夹具中已定位好的正确位置在加工过程中不受外力的影响而变化，使加工顺利进行。
(3)夹具体夹具体是夹具的基础件，如图1-2中的件7，通过它将夹具的所有部分连接成一个整体。
(4)其他装置或元件夹具除上述三部分外，还有一些根据需要设置的其他装置或元件，如分度装置、导向元件和夹具与机床之间的连接元件等。
四、定位原理(一)六点定位原理18 / 77图1-3工件的六个自由度19 / 77图1-4六点定位原理(二)应用六点定位原理应注意的问题20 / 77第四节基准的概念及工件装夹方式1.正确的定位2.定位方式(1)完全定位工件的六个自由度全都被限制的定位状态，称为完全定位。
(2)不完全定位工件被限制的自由度数目少于六个，但能保证加工要求时的定位状态。
(3)欠定位是指工件实际定位所限制的自由度少于按其加工要求所必须限制的自由度时的定位状态。
(4)过定位定位元件重复限制工件同一自由度的定位状态，称为过定位。
21 / 77一、定位元件的结构特点及应用(一)工件以平面定位1.固定支承(1)支承钉图1-5支承钉22 / 77(2)支承板图1-6所示是标准支承板结构(JB/T8029.1—1999)，用于定位精基准平面。
图1-6支承板23 / 772.可调支承图1-7可调支承3.自位支承24 / 77图1-8两点式自位支承4.辅助支承25 / 77(二)工件以圆孔定位1.圆柱定位销图1-9圆柱定位销2.圆柱定位心轴3.圆锥定位销26 / 77图1-10圆锥销定位27 / 77(三)工件以外圆柱面定位1. V形块(1)V形块的典型结构图1-11所示为常用V形块。
图1-11V形块的典型结构(2)V形块的结构参数标准V形块的结构参数见图1-12。
28 / 77图1-12V形块的结构参数(3)V形块的定位特性V形块定位的最大优点是对中性好，29 / 77它可使一批工件的定位基准轴线对中在V形块两斜面的对称面上，而不受定位基准直径误差的影响。
2.定位套图1-13定位套a)短定位套b)长定位套3.半圆套30 / 77图1-14半圆套1—上半圆套2—下半圆套二、定位误差的分析计算31 / 77(一)定位误差产生的原因1.基准不重合误差图1-15基准不重合误差示例2.基准位移误差ΔY(1)用圆柱定位销、圆柱心轴中心定位32 / 77图1-16对工件位置公差的影响(2)以平面定位33 / 77图1-17工件以外圆在V形块上定位(3)用V形块定位如图所示，工件以外圆在V形块上定位，34 / 77V形块本身是一定心元件，工件的定位面虽是外圆，但定位基准是外圆轴线。
(二)定位误差的计算1)当ΔB=0，ΔY≠0时，产生定位误差的原因是基准位移，故2)当ΔB≠0、ΔY=0时，产生定位误差的原因是基准不重合，故3)当ΔB≠0、ΔY≠0时，如果工序基准不在定位基面上，则35 / 77例1-1钻铰图所示零件上ϕ10H7的孔。
工件主要以ϕ20+0．021mm 孔定位，定位轴直径为ϕ20-0．007mm，求工序尺寸(50±0.07)mm的定位误差。
图1-18定位误差计算实例36 / 77例1-2在图中，S=40mm，T S=0.15mm，A=(18±0.10)mm，求以E面定位铣缺口时，加工尺寸A的定位误差。
图1-19基准不重合误差计算实例37 / 77一、夹紧装置的组成1.力源装置2.中间传动机构(1)改变作用力的方向38 / 77图1-20夹紧装置的组成1—工件2—夹紧元件3—中间传动机构4—力源装置(2)改变作用力的大小为了把工件牢固地夹住，39 / 77有时需要较大的夹紧力，这时可利用中间传动机构(如斜楔、杠杆等) 改变作用力的大小，以满足夹紧工件的需要。
(3)自锁作用在力源消失之后，工件仍能得到可靠的夹紧。
3.夹紧元件二、对夹紧装置的基本要求1)夹紧过程中，不能改变工件定位后所占据的正确位置。
2)夹紧力的大小要适当，既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变，又要保证工件不产生明显的变形或损伤工件表面。
3)工艺性要好，夹紧装置的结构力求简单，便于制造、调整和维修。
4)夹紧装置的操作应当方便，夹紧迅速，安全省力。
三、夹紧力的确定40 / 77图1-21夹紧力方向的选择41 / 771.夹紧力方向的确定1)夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面。
图1-22夹紧力与切削力方向42 / 77图1-23薄壁套筒的夹紧2)夹紧力的方向应尽量与切削力、工件重力方向同向，43 / 77这样可以减小所需夹紧力。
3)夹紧力的方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致，以减小工件变形。
